《Frontiers in Immunology》:ECM remodeling-associated immune signatures and hub proteins: predictive markers and therapeutic targets for metastatic gastric cancer
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本研究通过整合蛋白质组学、单细胞转录组学及体外实验,系统鉴定了胃癌转移相关的细胞外基质(ECM)枢纽蛋白,首次揭示核糖体蛋白RPS29通过调控上皮间质转化(EMT)促进胃癌细胞迁移侵袭的机制,为克服胃癌转移挑战提供了新的分子视角与潜在治疗靶点。
背景
胃癌(GC)作为全球第五大常见恶性肿瘤,其转移是导致患者死亡的主要原因。细胞外基质(ECM)在肿瘤进展中扮演关键角色,但具体分子机制尚不明确。本研究通过多组学整合分析,旨在系统揭示ECM重塑在胃癌转移中的作用机制。
材料与方法
研究团队整合了蛋白质组学数据(110例样本)、单细胞转录组数据(GSE163558和GSE167297)以及TCGA-STAD队列的批量RNA测序数据。通过差异表达分析、蛋白质相互作用(PPI)网络构建、单细胞聚类分析、拟时序轨迹推断及细胞通讯分析等方法,筛选出与转移相关的ECM枢纽蛋白。体外实验通过siRNA敲低、伤口愈合实验、Transwell实验及Western blot等技术验证RPS29的功能。
结果
- 1.
枢纽蛋白鉴定:在1535个差异表达蛋白中筛选出282个预后相关蛋白,其中77个为ECM蛋白。PPI网络分析确定RPS29、IQGAP1、SH3GL1和SCGN为核心枢纽蛋白。RPS29在转移组(M1)中显著高表达且与不良预后相关。
- 2.
单细胞景观解析:单细胞测序揭示8种主要细胞类型。上皮细胞、内皮细胞和成纤维细胞在非转移组中比例较高。RPS29在T/NK细胞、B细胞和上皮细胞中高表达,其富集评分在非转移组的T/NK细胞中显著升高。
- 3.
肿瘤细胞演化轨迹:拟时序分析将增殖性细胞1(Proliferative cells1)和肿瘤细胞(Tumor_cells)分为3种状态,其中STATE2具有最高干性,可能为转移起始状态。RPS29在STATE2中持续高表达,且与上皮间质转化(EMT)通路激活相关。
- 4.
转录因子调控:转移组中BACH2、EGR1等转录因子活性升高,主要富集于AMPK信号通路等;非转移组中TCF7L2、CREB3L1等则富集于病毒致癌通路。
- 5.
细胞通讯网络:转移组中TNF、SPP1等通路显著激活,涉及增殖性细胞1与中性粒细胞等的互作;非转移组中NOTCH通路活跃,可能起抑制转移作用。
- 6.
药物预测:基于CTRP2和PRISM数据库,发现抗精神病药物三氟拉嗪(Trifluoperazine)的IC50与RPS29表达呈负相关,提示其潜在治疗价值。
- 7.
实验验证:体外实验证实RPS29在胃癌细胞系(AGS、HGC27)中高表达。敲低RPS29可抑制细胞迁移、侵袭能力,并下调间质标志物(N-钙黏蛋白、波形蛋白),上调上皮标志物E-钙黏蛋白,表明其通过调控EMT促进转移。
讨论
本研究创新性地整合多组学数据,揭示了ECM重塑在胃癌转移中的核心作用。NOTCH通路在非转移组中的富集提示其可能作为转移抑制因子,而RPS29的促转移功能为靶向治疗提供了新方向。局限性在于未分析转移灶ECM动态变化,未来需开展配对样本研究。
结论
研究确立了ECM枢纽蛋白驱动胃癌转移的多组学框架,证实RPS29为关键调控因子。该策略可应用于其他实体瘤研究,为开发抗转移疗法提供理论依据。